a 인하대학교 신소재공학과
b 포항산업과학연구원
a Department of Materials Science & Engineering, Inha University, Incheon 22212, Republic of Korea
b Research Institute of Industrial Science & Technology, Pohang 37673, Republic of Korea
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고속 화염 용사 공정을 이용하여 colmonoy 88 코팅 소재와 colmonoy 88 + ST#1 복합 코팅 소재의 상분석 결 과, colmonoy 코팅 소재에서는 γ-Ni 기지 상과 Cr23C6, W2B, Ni3B 강화 상들이 검출되었으며, colmonoy 88 + ST#1 복합 코팅 소재에서는 γ-Co 상이 추가로 나타났다. 또한 고주파 열처리를 수행함에 따라 2차 강화상(WCrB2) 이 새롭게 생성되었다. Colmonoy 88 코팅 소재의 단면 관 찰 결과 내부에 10 μm 이하의 강화 상들이 존재하였으며, 일부 미용융 입자에 의한 결함이 관찰되었다. Colmonoy 88 + ST#1 복합 코팅 소재에서는 colmonoy 88 입자와 stellite 1 입자가 서로 구분되어 확인되었고, stellite 1이 첨 가됨에 따라 미용융 입자 분율 및 국부적 라멜라 구조의 분율이 더 높게 나타났다. 하지만 고주파 열처리를 수행함 에 따라 두 코팅 소재들 모두에서 내부 결함이 현저히 감 소하였다.
As sprayed colmonoy 88 및 colmonoy 88 + ST#1 (5:5) 코팅 소재들의 기공도 및 경도 시험 결과, 기공도의 경우 colmonoy 88 코팅 소재는 0.4%, colmonoy 88 + ST#1은 3.9%로 측정되었다. As spray 코팅 소재들의 경도 측정 결과 colmonoy 88 코팅 소재는 625.4(±45.6) Hv, colmonoy 88+ST#1은 540.5(±68.1) Hv로 얻어졌다. 이러 한 경도 감소의 원인은 stellite 1 첨가량에 따른 내부 결함 의 증가와 상대적으로 colmonoy 88 소재보다 경도가 낮 은 stellite 1 소재의 분율이 증가하였기 때문으로 해석되 었다. 고주파 열처리 후 colmonoy 88 코팅 소재의 경도 값은 990.9(±12.1) Hv, colmonoy 88 + ST#1 코팅 소재는 678.7(±11.9) Hv로 측정되어 두 코팅층 모두 경도 특성이 향상되었다.
Colmonoy 88 및 colmonoy 88 + ST#1코팅 소재들의 마모 시험 결과, as-spray소재와 고주파 열처리 소재 모두 에서 경도가 낮은 stellite 1 합금이 첨가된 복합 코팅 소재 의 내마모 특성이 낮게 나타났다. 한편 고주파 열처리를 수행한 colmonoy 88 및 colmonoy 88 + ST#1 코팅 소재들 은 as-spray 코팅 소재보다 모두 더 우수한 내마모 특성을 보였다. As-spray 코팅 소재의 경우 코팅 소재의 응착 마 모가 발생한 영역에서 초기 분말 형상을 관찰할 수 있었 다. 고주파 열처리를 수행한 colmonoy 88 코팅 소재의 경 우 응착 마모가 거의 발생하지 않아 매우 평명한 마모면 을 보였다. 고주파 열처리를 수행한 복합 코팅 소재의 경 우에는 여전히 응착 마모가 발생하였으나 as-spray 복합 코팅 소재와 비교했을 때 그 분율이 현저히 감소하였다.